[发明专利]双向DC-DC变换器的前馈型占空比控制方法

说明书

本发明涉及双向DC‑DC变换器控制技术，解决了现有基于电流电压双环控制的双向DC‑DC变换器低压侧和高压侧的电压响应速度相对较慢的问题。技术方案概括为：双向DC‑DC变换器的前馈型占空比控制方法，在现有电压电流双环控制的基础上，加入双向DC‑DC变换器工作在降压和升压两种状态下的占空比前馈增量，对双向DC‑DC变换器进行控制时，在电压电流双环调节所输出的PWM驱动信号的基础上，叠加相应工作状态所对应的占空比前馈增量，通过叠加相应占空比前馈增量后的PWM驱动信号对处于相应工作状态下的双向DC‑DC变换器进行控制。有益效果是：本发明提高了双向DC‑DC变换器低压侧和高压侧的电压响应速度，进而提高了充放电系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及双向DC-DC变换器控制技术，特别涉及一种双向DC-DC变换器的前馈型占空比控制技术。

背景技术

以锂电池为代表的储能电池系统在风电、光伏等新能源领域得到了越来越广泛的应用，并且在能源路由器、分布式发电、微网等新型发电系统中不可或缺，储能电池分别作为直流电源和储能装置时，需采用双向DC-DC变换器来实现直流电能的双向流动。一般情况下，储能电池对负载放电时，双向DC-DC变换器运行于升压状态，充电电源对储能电池进行充电时，双向DC-DC变换器运行于降压状态。

双向DC-DC变换器的控制系统通常采用电压外环以及电流内环的双环控制结构，来实现系统直流电压、电流参数的实时调节，通过电流环输出的占空比参数生成PWM驱动信号，用于调节控制降压或升压的开关管的通断状态。

储能电池的充电方式通常是将电网交流电逆变为直流充电电源，或者采用光伏电池组作为充电电源，由于电网存在电压波动、光伏发电具有时变性与非线性特点等因素，充电过程中可能出现充电电压或充电电流的瞬时突变，造成充电功率瞬时波动；另一方面，在放电状态下，直流负载的通断或状态切换，会导致放电功率瞬时波动。这些因素导致运行在降压或升压工作状态的双向DC-DC变换器两侧出现功率状态波动，进而降低充放电系统的稳定性。现有的基于电流电压双环控制的双向DC-DC变换器，通过电流电压双环调节能够在一定程度上抑制双向DC-DC变换器两侧功率的波动，但其对双向DC-DC变换器低压侧和高压侧的电压响应速度相对较慢，进而使充放电系统的稳定性相对较低。

发明内容

本发明为解决现有基于电流电压双环控制的双向DC-DC变换器低压侧和高压侧的电压响应速度相对较慢的问题，提供一种双向DC-DC变换器的前馈型占空比控制方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

双向DC-DC变换器的前馈型占空比控制方法，应用于基于电压电流双环控制的双向DC-DC变换器，包括以下步骤：

设：U₁为双向DC-DC变换器的低压侧电压，U₂为双向DC-DC变换器的高压侧电压，D₁为双向DC-DC变换器处于降压工作状态时的占空比前馈增量，D₂为双向DC-DC变换器处于升压工作状态时的占空比前馈增量，D₀为经电压电流双环调节后输出的双向DC-DC变换器PWM驱动信号的占空比，D为最终用于驱动双向DC-DC变换器的PWM驱动信号的占空比；

步骤一、检测U₁和U₂；

步骤二、根据U₁和U₂分别计算出D₁和D₂；

步骤三、获取D₀，并判断双向DC-DC变换器当前所处的工作状态，若双向DC-DC变换器当前处于降压工作状态，则D＝D₀+D₁，若双向DC-DC变换器当前处于升压工作状态，则D＝D₀+D₂，若双向DC-DC变换器当前不处于降压工作状态，且不处于升压工作状态，则D＝D₀；